Wüstenfestes HDG-Festwinkel-System für Freiflächenanlagen

PRODUKTOVERSICHT

Solare Großprojekte in Wüstenregionen stellen eine einzigartige Kombination struktureller Herausforderungen dar, die herkömmliche Montagesysteme nicht bewältigen können: Umgebungstemperaturen über 50 °C, die die Streckgrenze von Stahl verringern; feiner, abrasiver Sand, der den Beschichtungsverschleiß beschleunigt; tägliche Temperaturschwankungen von über 30 °C, die geschraubte Verbindungen durch thermisches Wechseldauern belasten; sowie nahezu vollständiger Mangel an Süßwasser für die Betonherstellung.

Das wüsten-taugliche HDG-System mit festem Neigungswinkel für Bodenmontage wurde speziell für diese Bedingungen entwickelt. Es basiert auf dem Baustahl Q355B mit einer Feuerverzinkung von mindestens 85 μm (Korrosivitätsklasse C4) und kann optional mit einer Zn-Al-Mg-Legierungsbeschichtung (Korrosivitätsklasse C5) für Übergangsgebiete zwischen Sabkha- und Küstenwüsten ausgestattet werden. Dieses System wurde bereits im Nahen Osten, in Nordafrika und im australischen Outback installiert und validiert.

Wesentliche Unterscheidungsmerkmale gegenüber Standard-Bodenmontagesystemen:

Strukturelle Berechnungen mit temperaturabhängiger Reduzierung der Tragfähigkeit: Unser Ingenieurteam wendet Temperaturkorrekturfaktoren auf die Streckgrenze und den Elastizitätsmodul von Stahl gemäß EN 1993-1-2 an, um den 8–12%igen Abfall der Tragfähigkeit bei einer Umgebungstemperatur von 60 °C zu berücksichtigen

Profilgestaltung mit offenen Kanälen: Im Gegensatz zu Kastenprofilen, die Sand einfangen und abrasive Verschleißstellen erzeugen, verwenden unsere Schienen- und Trägerprofile offene C-förmige Geometrien, die sich durch Wind selbstreinigen und dadurch die Häufigkeit von Wartungsreinigungen reduzieren

Zn-Al-Mg-Beschichtungsoption: Für Übergangsgebiete zwischen Wüste und Küste (z. B. UAE-Sabkha, Rotes-Meer-Küste) bietet die Zn-Al-Mg-Legierung einen Opferschutz, der sich an Schnittkanten selbstheilt – entscheidend in Umgebungen, in denen Oberflächenschäden durch Sandstürme ständig neue Expositionsstellen erzeugen

Vibrationsrammfundament optimiert für sandige Böden: Die Einbettungstiefe wird gemäß EN 1997-1 unter Verwendung des ortsspezifischen Reibungswinkels aus der geotechnischen Untersuchung berechnet, nicht auf Grundlage allgemeiner Annahmen

Warum dieses System für Wüstenprojekte

Strukturelle Integrität bei Wüstenhitze: Stahl verliert bei 60 °C gegenüber 20 °C etwa 10 % der Streckgrenze. Unser Q355B-Design berücksichtigt diesen Abschlagsfaktor in jeder Berechnung, sodass die fertiggestellte Konstruktion den geforderten Sicherheitsfaktor unter realen Betriebsbedingungen – und nicht nur bei der für allgemeine Katalogprodukte verwendeten Bezugs-Temperatur von 20 °C – erfüllt.

Sandabriebfestigkeit: Die HDG-Zinkschicht (≥ 85 μm bei C4) bildet eine Opferschicht, die Jahrzehnte lang Wind-bedingten Sandauftreffen standhält. Für extreme Bedingungen erhöht die optionale Zn-Al-Mg-Deckschicht die Oberflächenhärte und Abriebfestigkeit; ihre Vickers-Härte liegt um 20–30 % über der reinen Zinkhärte.

Selbstreinigende Geometrie: Alle horizontalen Flächen sind auf ein Minimum reduziert. Die Schienenprofile sind so ausgerichtet, dass Sand abfließt statt sich anzusammeln. Die Verbindungen zwischen Mast und Träger erfolgen über dichtende Dichtungselemente, um das Eindringen feiner Staubpartikel zu verhindern, die die galvanische Korrosion beschleunigen würden.

Wasserlose Montage: Die Optionen für Rammpfähle und Erdschrauben als Fundament verzichten vollständig auf Beton und beseitigen damit die größte logistische Einschränkung beim Bau in Wüsten – die Versorgung mit Süßwasser für die Betonherstellung.

Technische Spezifikationen

Anwendungen

Solarkraftwerke im Nahen Osten (VAE, Saudi-Arabien, Oman, Katar)

Stromversorgungsprojekte in Nordafrika (Ägypten, Marokko, Algerien)

Solarkraftwerke in der australischen Outback-Region

Hochstrahlungsanlagen in der Atacama-Wüste (Chile)

Übergangsgebiete zwischen Wüste und Küste mit Sabkha-Bodenbedingungen

Installationsprozess

Fallstudie: 100-MW-Solarpark Al Dhafra, Vereinigte Arabische Emirate

Herausforderung: Sabkha-Boden (hoher Chloridgehalt, hohe Grundwassersalzigkeit), Umgebungstemperaturen bis zu 55 °C, häufige Shamal-Windereignisse mit sandhaltigen Böen bis zu 38 m/s.

Lösung: Zn-Al-Mg-Legierungsbeschichtung auf allen Stahlkonstruktionselementen (entspricht Korrosivitätsklasse C5). Gerammte Pfähle mit 2,5-m-Einbettungstiefe für Sabkha-Salzflächenbedingungen. 2×12-Modulanordnung, Neigungswinkel 10°. Vollständige strukturelle Berechnung nach EN 1993 mit Temperaturabschlag bis 60 °C.

Ergebnis: stahllieferzeit von zwölf Wochen. Höchstinstallationsrate von 6,1 MW/Tag. Drei Jahre Betrieb mit jährlicher struktureller Inspektion, die einen Beschichtungsverlust von weniger als 1 μm/Jahr ergab – prognostizierte effektive Nutzungsdauer von über 40 Jahren. Strukturbezogene O&M-Kosten des Kunden um 40 % unter dem Benchmark für vergleichbare Wüsteninstallationen.

Normen & Zertifizierungen

Entwickelt gemäß EN 1993-1-2 (brandschutztechnische und thermische Auslegungsgrundsätze für die Absenkung bei Umgebungstemperatur), EN 1997-1 (geotechnische Auslegung für sandige Böden), ISO 9223 (Korrosivitätskarten C4/C5). Fabrik: ISO 9001, EN 1090-1 EXC2.

Häufig gestellte Fragen

F. Wie verhält sich die Konstruktion bei Umgebungstemperaturen über 50 °C?

Stahl Q355B wird über seinen gesamten Temperaturbereich hinweg getestet und zertifiziert. Alle statischen Berechnungen berücksichtigen Temperaturabsenkungsfaktoren gemäß EN 1993-1-2, um den erforderlichen Sicherheitsfaktor auch bei höchster Betriebstemperatur zu gewährleisten. Die Verbindungen zwischen Pfosten und Träger enthalten in der Ausführungszeichnung eine Berücksichtigung der Wärmedehnung.

F. Beeinträchtigt Sandansammlung auf den Schienen die Leistung?

Unser offenes C-Profil für Schienen ist so konstruiert, dass Sand durch Eigengewicht und Wind abfällt. Im Gegensatz zu Kastenprofilen, die Sand festhalten und in Verbindung mit Morgentau eine abrasive Schlamm-Emulsion bilden, reinigen sich unsere Profile selbstständig. Für extrem staubbelastete Umgebungen empfehlen wir jährliche Sichtkontrollen sowie bei Bedarf Reinigung mit Druckluft.

F. Können Sie in Sabkha-Bedingungen (Küstensalzflächen) installieren?

Ja. Der Schlüssel liegt in der richtigen Fundamentgestaltung (tiefere Einbettung, größere Pfahlquerschnitte) und dem Korrosionsschutz (Zn-Al-Mg, C5-Klasse). Wir haben bereits über 100 MW in Sabkha-Bedingungen in den Vereinigten Arabischen Emiraten erfolgreich ausgeliefert. Während der geotechnischen Erkundung ist eine Chlorid-Analyse des Bodens erforderlich, um die geeignete Beschichtungsspezifikation auszuwählen.

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